创业16年等来风口，中国弯道超车，第三代半导体不会再被卡脖子

显示全部楼层 · 2022-5-30 03:31:25

又一个弯道超车。
作者丨潘磊
编辑  丨子钺
头图丨天科合达官网
曩昔 40年来，欧美传统汽车巨头都在小心翼翼地提防中国的国有汽车厂商。
为了占领市场，这些巨头在中国各地建立了巨型工厂  ，但拒绝分享核心技术。
不过  在最近十年，情况开始有了变更。
在中国建立了从动力电池到自动驾驶在内的完整智能汽车家当链之后，那些传统汽车年夜佬才发明，真正的敌手并不是国有企业，而是类似于蔚来、小鹏、理想以及比亚迪这样的民营企业，甚至其中一年夜部分  是始创企业。
在不到十年的时间里，这些始创车企从资本市场获得了巨额资金，推动中国车企在全球汽车家当疆土上饰演了前所未有的症结角色。
这是一个堪称经典的家当逆袭故事，但不是欧美传统车企集团想要看到的剧本。
于是欧洲组织了至少两个类似于“欧洲电池立异 ”这样的家当立异联盟，美国也在煽动各类 “制造业回归”。
在这中间，一种名为“碳化硅（SiC)”的第三代半导体资料被重点提及——曾有外媒报道称，这种资料将会确保美国在智能汽车领域的竞争优势。
到目前为止，这种症结资料掌握在美国一家名为“Wolfspeed（狼速）”的公司——据称这家公司几乎控制了全球四分之三的碳化硅产能。
作为全球最年夜的芯片进口国（2019年进口3000亿美元芯片），中国在第一代、第二代半导体资料受制于人支付了比进口石油还高的价值，碳化硅领域会重蹈覆辙吗？

“游戏规矩转变者”
“第三代半导体”的核心资料包含碳化硅和氮化镓（GaN）等，其中前者可用于智能汽车，后者则在5G领域有普遍应用。
碳化硅家当链的一个核心产品  名为“衬底”，顾名思义就是类似于一个托盘，也即是晶片，是制作芯片的物理基础。
碳化硅晶片的优势在于年夜幅减少功耗，在应用到智能汽车后，可以降低整车功耗20%，并使车辆的续航里程提升5%-15%。
这让碳化硅成了智能汽车领域的“游戏规矩转变者”。
但碳化硅晶片“极其难以制造”，制作它需要一套“碳化硅晶体生长炉”，这种炉子把碳化硅原料加热到2300℃并酿成气态后，再通过控制包含温度、压力在内的各类技术参数，最后结晶形成硅锭。
这是一种庞杂而昂贵的工艺，并且到目前为止，主要产能集中在位于美国北卡罗来纳州的Wolfspeed公司手中。
Wolfspeed 前身为Cree （科锐）公司，成立于1987年，业务包含 LED、照明产品  ，以及碳化硅资料  ，于1993年在纳斯达克挂牌上市。
即便在中国，这也是一家声名赫赫的公司，光是在LED领域就有鸟巢、水立方等标杆式的夜景照明项目。
在碳化硅方面，1999年Cree就投产了4英寸碳化硅晶片——同时也积累了跨越 400项与碳化硅有关的专利。
但在很长一段时间内，这种过于先进的技术难以年夜范围家当化，导致Cree 历久亏损。
2016年，Cree甚至盘算把碳化硅业务卖给半导体巨头英飞凌（Infineon），但最终因“平安审查”未通过，交易被迫取消。
随着智能汽车的涌现，Cree找到了碳化硅资料的用武之地，于是剥离越来越昏暗的LED业务，聚焦于碳化硅晶片业务。
为了推进转型，Cree甚至在去年把公司名称改为“Wolfspeed”，并明确了从LED转型第三代半导体的核心战略。
技术方面，Wolfspeed的碳化硅晶片尺寸已经从4 英寸扩年夜到8英寸，并计划继续扩充产能。
Wolfspeed现在向包含意法半导体（STMicroelectronics）、英飞凌、安森美（Onsemi）等半导体公司提供晶片，用于制造碳化硅芯片。
但与此同时，Wolfspeed也自己制造制品芯片。
在4月底，Wolfspeed在美国纽约州开设了一个投资高达10亿美元的碳化硅工厂  。
咨询公司悠乐（Yole）宣布的《功率碳化硅2022年度申报》显示，Wolfspeed在2021年的收入同比增长了53%。
看上去，Wolfspeed越来越接近于上演针对中国智能汽车行业的“卡脖子”戏码。
但中国的始创企业对此持有不合  看法。

中国也有“Wolfspeed ”
“我们有机会（在碳化硅领域）弯道超车。”天科合达总经理杨健表示  。
他所在的这家公司2006年成立，技术依托于中科院物理所，产品  对标的正是Wolfspeed的碳化硅晶片，“实际上1999年我们就开始做了”。
在他看来，Wolfspeed及其前身Cree切实其实有一些先发优势，无论是技术、产品  还是客户资源——但中国碳化硅始创公司也有自己的特点。
其中比较  症结的两点在于，一是中国在第三代半导体资料方面的结构并不算晚，贮备了相关技术；二是中国有巨年夜的内需型半导体市场（每年进口价值数千亿美元的芯片产品  ）。
他介绍，碳化硅领域“一代资料对应一代设备，以及一代技术”，目前天科合达是国内唯一一家能够同时向客户批量供给 4-6英寸导电及半绝缘碳化硅衬底的企业，正在研发8英寸晶片。
对于中国能够较早结构碳化硅的原因，杨健认为从国度战略层面，早已看到了第三代半导体资料的价值，所以做出了相关安排。
他指出，中国已经建立了从碳化硅基础资料到功率器件，再到模组以及终端应用的上下游家当生态，“所以我们不担心  被卡脖子，甚至还有机会弯道超车”。
公开资料显示，中国目前在碳化硅家当链的各个环节都涌现了一些颇具代表性的公司——衬底（晶片）领域有天科合达、天岳先进，外延领域（碳化硅的另一个环节）的代表公司包含东莞天域、瀚天天成，器件等终端应用领域有斯达半导、泰科天润等。
中国的这种家当生态，与海外年夜厂的IDM模式（Integrated Design and Manufacture，集成设计和制造）有显著不合  。
包含意法半导体、罗姆、Wolfspeed在内，均采取 IDM这种垂直整合模式，即设计、制造、测试、封装、销售均掌握在自己手中。
“Wolfspeed的IDM模式有自己的原因，它早期也面临碳化硅资料需求不足的情况，所以自己去做了下游产品  （外延、器件、模组等），相当于是全家当链”，杨健表示  ，天科合达不会采取这种模式，而是致力于跟合作伙伴合作。
他坦陈，早些年碳化硅技术的家当化确实是一个难题，一方面这种技术自己还有待提升，另一方面下游水平较低，没有办法  找到足够的应用场景。
一种前景光亮的资料却无法快速获得普遍应用，这对一个始创公司来说是一个艰难的进程，实际上对于中国的整个碳化硅家当链也是考验。
从2009年开始销售产品  ，直到2017年，天科合达的年夜部分  产品  都是出口海外，“其时国内家当链不成熟，国外有客户利用我们的晶片做一些器件方面的应用”。
“但趋势很明确，半导体资料就是要往（碳化硅）这个偏向走，包含军工、5G方面的一些成长趋势等”，杨健表示  。
随着特斯拉在2017年推出首款应用了碳化硅功率器件的Model 3，这种第三代半导体资料的应用场景被彻底打开。
中国已经连续7年成为全球第一年夜新能源汽车市场，这为包含天科合达在内的碳化硅家当链龙头公司提供了崛起的风口。
依据咨询机构Yole的统计，2018年天科合达的主力产品  导电型碳化硅晶片在全球市场占有率为1.7%，排名全球第六、国内第一。
一年后，这组数据酿成了4.23%，以及全球第五、国内第一。
这意味着Wolfspeed等国际龙头企业的竞争优势并非弗成撼动——依据 Yole市场调研申报显示，2021年Wolfspeed公司在SiC（碳化硅）晶片的市场份额为49%。
市场位置的变更也让中国的始创公司获得了投资人的追捧。
国度集成电路家当投资基金、宁德时代、深创投、哈勃投资、中科创星、中金资本、比亚迪、天富能源等都是天科合达的投资者。
最新消息显示，天科合达已经重启科创板IPO。
另一个碳化硅领域的头部公司天岳先进在今年年初已经上岸科创板，目前股价维持在53元/股左右，市值约230亿人民币。
Yole在今年3月份宣布的《功率碳化硅2022年度申报》预测，2027年全球功率碳化硅市场范围将达到  63亿美元（2021年是10亿美元）。
与之相对应的是，依据研究机构EV Tank宣布的《中国新能源汽车行业成长白皮书（2022年）》，2030年全球新能源汽车销量将达到  4780万辆（2021年670万辆）。
这引发了一股投资风潮，并且涉及碳化硅领域的多个环节。

碳化硅两年前已是热门赛道
通过搜索引擎搜索“碳化硅（SiC)”，显示结果跨越 2600万条，并且类似于比亚迪、三安光电等公司，最近几年都开始结构这个赛道。
比如  比亚迪，依据正在期待挂牌的比亚迪半导体披露的招股书，其在2017年就介入并完成了广东省一个与碳化硅有关的省级科技计划项目，同时还自主研发碳化硅芯片设计和工艺技术。
另外，比亚迪半导体的募资项目中，还包含一条总7.36亿元，年产能24万片的碳化硅晶片生产线。
三安光电两年前在湖南开建碳化硅工厂  ，投资高达160亿。
另外，理想汽车与三安半导体配合投资设立了苏州斯科半导体公司，专门研发碳化硅芯片。
长城汽车去年底领投了同光股份（金额未颁布），涉足碳化硅领域。
睿兽剖析提供的信息显示，去年9月份以来，就有忱芯科技、上海瀚薪、美浦森、至信微等碳化硅始创公司一共获得了接近10亿元的融资。
原子创投合股人冯一名表示  ，碳化硅领域差不多两年前就开始火起来了。
他称，自己是在看到Model 3首次搭载碳化硅功率半导体器件后（Model 3采取 24个应用了碳化硅资料的逆变器），开始存眷相关领域的投资机会。
原子创投由此开始梳理碳化硅家当链，寻找投资标的。
经过研究，他认为其时碳化硅行业的供给  侧并不充分  。
包含意法半导体、英飞凌在内的碳化硅年夜厂产能不足，并且成本较高。
另外，从风险投资角度出发  ，他不想过早介入上游环节。“太上游的资料环节，投资比较  年夜，不一  定适合我们进行早期投资，可能更适合国度队或者家当基金介入。”
所以经过调研后，发明投资标的比较  稀缺。
机缘巧合的是，其时适逢GE正在解散自己的多个研发中心，其中也包含碳化硅领域的技术团队，这个团队想继续研发碳化硅资料应用，于是成立了“忱芯科技”。
这个团队的技术优势主要体现在碳化硅模组封装等相对下游的环节，并且还有医疗领域的应用资源。
冯一名告诉  创业邦，碳化硅提供了更好的性能，同时其高成本属性在类似于CT、核磁共振等高价值医疗设备中并不显著，所以他很认可忱芯科技这种较轻的商业模式。
双方很快杀青了投资协议，原子创投在天使轮和Pre-A轮均投资了忱芯科技。
冯一名表示  ，包含碳化硅在内，自己异常看好中国的半导体投融资市场。
“因为中国现在是全世界最年夜的半导体消费国，这个内在的巨年夜需求会给供给  侧带来很多机会，尤其考虑到供给链平安的情况下。”冯一名说。
他乐不雅的另一个原因是，半导体领域的人才回流也越来越多，这同样有利于技术立异。

第三代半导体不会被卡脖子
冯一名强调，第三代半导体的涌现不是用来替换第一代半导体、第二代半导体，只不过  物理性能的提升使其找到了一些新的应用场景，“比如  智能汽车和5G、航天等领域”。
在早期就存眷天科合达的中科创星合股人郭鑫表示  ，中国虽然在碳化硅资料研究方面着手较早，然则衬底（晶片）真正找到范围化的应用场景，年夜约是在2017年、2018年左右。
这跟Cree（Wolfspeed前身）颇为相似——直到智能汽车这个新兴的应用场景涌现之后，碳化硅的商业化前景才开始清晰起来。
目前，天科合达在导电型碳化硅晶片方面占据了差不多90%以上的国内市场。
他指出，除了智能汽车之外，电网、高铁等领域也都需要高性能的碳化硅芯片。
从世界范围  看，尽管以Wolfspeed为代表的外国公司已经在技术和产能方面占据了优势位置，但中国的始创企业也在赶超。
他表示  ，天科合达已经量产了6英寸晶片，产能供给量正在稳步上涨，目前正在研发8英寸。
然则下游用户的态度值得存眷。
“晶片属于基础资料，如果下游用户依然选择国外产品  ，对于中国的晶片企业来说可能是一个挑战”。
从家当链角度看，只有下游用户释放了需求、并同意小批量验证之后，上游资料研发商能力连续、正向地推进研发进程。
在这个进程中，海外年夜厂提供的成熟产品  具有很年夜的吸引力。
并且到目前为止，这些碳化硅年夜厂还没有通过“卡脖子”这种手段限制供给晶片。
在他看来，晶片这种症结基础产品  之所以没有被封杀，一是因为现在碳化硅还处于推广阶段，二是海外年夜厂有可能是在放长线钓年夜鱼。
他认为一旦（对海外年夜厂）形成依赖，对下游用户没有任何利益，甚至可能面临巨年夜风险，因为在使用国外晶片后如果遭遇“卡脖子”，切换国产不仅需要一个进程，并且也会支付巨年夜价值。“尤其是航天、高铁、特高压电网等症结领域”。
但并不是所有下游用户都意识到了这一点，“他们依然购买  国外的晶片，还没想过有朝一日被卡脖子的情形”。
事实上，类似于Wolfspeed这样的公司完全有能力、也有意愿配合欧美对于中国的半导体封锁打压战略，并且看上去正在这么做。
“天科合达的6英寸晶片量产后，Wolfspeed马上就开始年夜幅降价，从之前的10000元/片降到了6000元/片”。
这种现象在中国的家当变革  中已经多次涌现 ——面板和闪存家当都是如此，中国一旦解锁了某项造诣，国际竞争敌手一边年夜幅降价，另一边就是继续放出更高的技术标准  。
并且敌手还不止Wolfspeed一个，日本住友矿山和韩国SK集团都在结构碳化硅业务。
这意味着，中美日韩都在争夺这一领域的立异主导权。
“天科合达是质地优良的公司，但如果欧美和日本联手打压，压力将会异常年夜。”郭鑫不无担心地说。
他认为，对于中国的碳化硅家当来说，在晶片等单个环节实现了技术突破后，还需要国度层面出台相应的政策，从家当链角度提供全方位支持，包含下游企业要支持家当链上的国产企业。
但他也强调，尽管目前遭遇打压，中国的始创企业必须  坚持推进有关碳化硅的技术立异，“不然将会重蹈在第一代、第二代半导体症结资料上被卡脖子的覆辙”。
对于最近两年的第三代半导体项目投资热潮，郭鑫也提醒，有一些创业者低估了碳化硅晶片的技术难度，“其实已经有一些过热，一些城市喊出要建设6英寸碳化硅工厂  ，也成立了一些创业公司，但却生产不出来（及格产品）”。
天科合达总经理杨健也表示  ，碳化硅赛道很火，然则打着“国产替代”幌子招摇撞骗的人也很多，“碳化硅晶片是一个技术门槛很高的行业，一方面需要连续投入很多资金，另一方面也要有稳定的技术团队”。
他还认为，中国在第三代半导体资料上不会被卡脖子。“从资料器件，再到模组封装，中国已经形成了一套完整的家当链，并且成长速度很快。另外，（在逆全球化配景下）我们自己也是一个巨年夜的市场”。